专利名称：高性能内置防雷器数字式液位计的制作方法
技术领域：
:本发明主要应用于:自然环境非常恶劣的江河、水库等领域。也可以用于冶金、石油、化工、城市用水、污水处理等领域。特别是测试精度要求很高使用环境很差的场合。
背景技术：
:高性能内置防雷器数字式液位计可以用来测试江河、湖泊、水井中的液位。比超声波液位计的优势是不受大雾的影响，比电容式的更加抗干扰、比浮筒和节点式量程可以做得更大。高性能内置防雷器数字式液位计广泛应用于:石油、化工、冶金、水处理等工业领域；水资源监测和保护、地震、山体滑坡和泥石流等地质灾害的预警领域，无塔供水，生活用水水库等民生保障领域。由于硅压阻传感器芯体受温度影响很大的局限性，测量精度很难做出高精度、高品质的产品；在安装环境很复杂的野外使用，经常无法避免雷电的损坏
发明内容
:为了克服上述技术缺陷，本发明专利的目的在于解决要精读液位传感器在野外雷电频繁的使用环境下能尽量延长使用寿命。当雷电来临时，高性能内置防雷器数字式液位计用放电管迅速泄露产品供电线路和通讯线路收到的过高的冲击电压。使雷电的电能通过放电管向大地泄露。高性能内置防雷器数字式液位计在雷电来临瞬间，由于电源总线和通讯总线的电压很高，每条总线上元器件因为瞬间击穿而引起电流瞬间过大，用快恢复保险切断电源供电电路，使传感器的电路得到保护；雷击过后，快速保险又能很快恢复，电路恢复正常工作。高性能内置防雷器数字式液位计用总线保护器保护RS485总线，在操作的时候，防止因为作业不合理造成对产品内部的损坏。
图1是本发明的电源防雷保护电路原理图。图2是本发明的总线防雷保护电路原理图。图3是本发明的组网方式。图4是本发明的结构图。
具体实施本发明主要应用放电管、肖特基二极管、快恢复保险等非线性功率器件，在非正常的工作环境下通过放电管对大地放电以泄放掉过高的电能，肖特基二极管过压击穿后产生的大电流而使快恢复保险瞬间断路的原理以保护产品，使产品有效使用寿命得到最大限度的延长。
本发明的产品主要是利用压阻式元器件对压力进行检测。产品在液体中，感应元件收到的压力转换为电阻值，再把电阻值用特殊的电路转换为电压值，用ADC采集电压值，通过电压值得到液位的深度。本产品使用ADuc834单片机作为数据采集、温补计算工作，该款单片机有内部差分放大器，直接可以接受压力敏感元件的信号。再用内部ADC转换器得到电压信号数值。本电路有数字式温度传感器，用来检测敏感元件的温度，得到温度值和电压之后，再用特定的拟合算法计算出敏感元件的压力值。由于压阻式信号采集器件的非线性，检测到的电压值和液位深度并不是理想的一次直线，所以需要通过软件对信号进行线性度校准。由于压阻式信号采集器受温度影响，电压值和液位深度的线性关系会随着温度的变化而变化，所以需要软件里对每个温度点的校准关系式都有一个修正。通过压力芯体测到跟压力相对应的电压值，经过放大处理，由ADC采集后得到的数值经过算法计算，得到压力值，最后压力值再跟液体的密度进行计算，得到液位的深度。本发明按照IP68防水等级设计。本本发明采用+5 +24伏直流电源(也可蓄电池)供电。
权利要求
1.一种基于硅压阻式的高性能内置防雷器数字式液位计特征在于:(1)内置式防雷模块，在恶劣的自然环境下都能使用，尽量延长使用寿命，减少故障率；(2)快恢复保险，在受到雷击后，很快地得到保护，当雷电过去后能很快恢复，正常使用；(3)总线保护器，有效地解决了数字电路在通讯过程中脉冲信号产生的谐波对电路的损坏。
2.基于权利要求1所述的高性能内置防雷器数字式液位计，其特征是:(4)RS485总线组网式液位变送器，可以多支液位计连在一起使用，也可以跟其它产品组成一个用户定制的系统，做到信息网络化，产品采用ASCII码的通信，很方便第跟电脑和二次仪表连接，搭建人性化的人机交流平台。
3.基于权利要求1所述的一种基于硅压阻式的高性能内置防雷器数字式液位计，其特征是:(5)导气电缆传输，精确测量液体内部的表压压力。
4.基于权利要求1所述的高性能内置防雷器数字式液位计特征在于:(6)数字温度补偿、(7)高精度补偿算法，通过温度补偿和曲线标定后，精准的。
5.基于权利要求1所述的高性能内置防雷器数字式液位计特征在于:(8)防水外壳的结构、(9)可测量多种液体、(10)可实现产业化的工艺。
6.基于权利要求1所述的高性能内置防雷器数字式液位计特征在于:投入试、IP68防水等级、 精度±0.05% (含)以上，+5 +24伏直流电源(也可蓄电池)供电。
全文摘要
高性能内置防雷数字式液位计是一款江河、湖泊等较恶劣的自然环境下都能可靠使用的传感器。是由压力敏感元器件、信号采集与线性化拟合软件、防雷模块、防水外壳、导气电缆等部分组成。本产品为解决在避雷器不方便安装的自然环境下电子产品无法耐雷击的问题，把避雷器和信号采集和处理电路一体化设计，增加了安全保护功能，很有效地延长了产品在恶劣环境下的使用寿命。本产品内的温度传感器实时采集压力敏感材料的温度，并修正反映压力的电压信号和液位深度的关系式，通过精确计算，最终得到高精度的液位深度。本产品使用特殊的不锈钢结构封装，不仅可以测量水位的深度，还可以测量油性液体，微腐蚀性液体。
文档编号G01F23/14GK103217200SQ201310084329
公开日2013年7月24日 申请日期2013年3月15日 优先权日2013年3月15日
发明者郭兴玲, 王迅生, 宁玉笙, 韩跃, 余勇, 雷卫武 申请人:北京国浩传感器技术研究院(普通合伙)